Догадку Дарвина о хищных растениях подтвердили спустя 150 лет
Во второй половине XIX века в книге о насекомоядных растениях Чарлз Дарвин предположил, что некоторые камнеломки с липкими железистыми волосками могут проявлять свойства хищника — ловить и переваривать насекомых. Но тогда ученому не удалось экспериментально подтвердить свою догадку. Теперь это сделала международная команда ботаников.
Английский биолог-эволюционист Чарлз Дарвин начал интересоваться насекомоядными растениями еще в 1860-х годах. Как результат своего увлечения он написал книгу Insectivorous Plants, которая вышла в 1875-м и стала одним из первых подробных исследований механизмов ловли и переваривания добычи у растений.
Внимание ученого привлекли некоторые представители рода камнеломок (Saxifraga), у которых есть железистые волоски, выделяющие липкое вещество и удерживающие мелких насекомых. Тогда Дарвин предположил, что камнеломки на самом деле проявляют свойства хищника: способны не только удерживать жертву, но и использовать ее как источник питательных веществ. Однако подтвердить гипотезу у него не получилось.
Чтобы растение признали хищным, оно должно обладать сразу несколькими признаками: привлекать добычу, захватывать ее, расщеплять органические вещества и получать из них питательные элементы. Самый известный пример такого поведения — венерина мухоловка (Dionaea muscipula), которая ловит жертв с помощью видоизмененных листьев, образующих захлопывающуюся ловушку.
Род камнеломка насчитывает примерно 450 видов, произрастающих в Северном полушарии, особенно в арктических и горных районах. Некоторые представители встречаются и в Южной Америке, включая Анды.
Ранее исследователи обнаружили у некоторых видов камнеломки признкаи плотоядности, что заставило батаников вновь вернуться к предположению Дарвина и окончательно его проверить.
Международная группа ботаников под руководством Ханя Суня (Hang Sun) из Куньминского ботанического института при Китайской академии наук изучила вид Saxifraga candelabrum, который произрастает на высоте примерно 2500-3300 метров над уровнем моря на территории Цинхай-Тибетского нагорья, включая районы Тибетского автономного района, а также в горах юго-западной части Китая. Представители этого вида растут на бедных питательными веществами каменистых участках и отличаются от тех камнеломок, которые изучал Дарвин.
Сунь и его коллеги применили несколько научных методов. Среди них — полевые наблюдения за растением, анализ веществ, привлекающих насекомых, пищеварительных ферментов и перемещения питательных веществ внутри растения, а также изучение железистых волосков под микроскопом.
Авторы исследования выяснили, что Saxifraga candelabrum соответствует всем основным критериям настоящего хищного растения.
Во-первых, Saxifraga candelabrum привлекает добычу. Выделяет летучие вещества, которые могут привлекать мелких насекомых. То есть насекомые оказываются на поверхности растения не случайно — оно активно взаимодействует с потенциальной добычей.
Во-вторых, Saxifraga candelabrum ловит насекомых. Во время наблюдений ботаники заметили, что липкие железистые волоски растения удерживают мелких существ, в основном небольших комаров. Более крупные насекомые-опылители не попадали в ловушку, они освобождались от липких волосков и улетали. Благодаря такому поведению растение получает питательные вещества, но сохраняет возможность размножаться.
В-третьих, Saxifraga candelabrum переваривает добычу. На его поверхности ученые обнаружили активность пищеварительных ферментов. Многие растения могут случайно удерживать насекомых, но настоящими хищниками считаются только те, которые способны расщеплять добычу и использовать ее компоненты.
Наконец, Saxifraga candelabrum получает питательные вещества из насекомых. К этому выводу команда Суня пришла после эксперимента. Ботаники провели опыт с плодовыми мушками, которых выращивали на пище с повышенным содержанием стабильного изотопа азота, а затем помещали на растение и отслеживали перемещение этого химического элемента. Оказалось, что азот из насекомых попадал в ткани растения. Это стало прямым доказательством того, что Saxifraga candelabrum действительно питается добычей, а не просто ловит насекомых механически.
Дополнительный анализ генома укрепил выводы исследователей. У камнеломки обнаружили гены, сходные с теми, что участвуют в механизмах хищничества у известных плотоядных растений, таких как росянка (Drosera). Многие из них связаны с перевариванием добычи и усвоением полученных питательных веществ.
Новые данные подтвердили, что Saxifraga candelabrum относится к настоящим плотоядным растениям. Открытие расширило список известных хищных представителей растительного мира и показало, что такие особенности могли появляться у разных групп растений независимо друг от друга.
Авторы исследования полагают, что их выводу могут изменить взгляд на другие виды камнеломки. Многие представители этого рода имеют похожие волоски и, скорее всего, обладают скрытыми способностями к охоте на насекомых.
Научная работа опубликована в журнале Nature Communications.
Telegram 
Дзен 
VK Экономисты НИУ ВШЭ выяснили, что российские сотрудники, которые регулярно пользуются искусственным интеллектом в работе, зарабатывают намного больше тех, кто отказывается от новых инструментов или прибегает к ним время от времени. Среди высококвалифицированных специалистов прибавка достигает 41,8%.
Газовый гигант Elias 2-24b успел набрать массу Юпитера менее чем за миллион лет. Поскольку планета еще формируется, причем довольно далеко от своей звезды, объяснить столь быстрый рост трудно.
Спустя три года после начала испытательных полетов крупнейшую ракету и космический корабль в истории человечества объявили готовыми к первому запуску на орбиту. Причем его планируют сразу десятичасовым и с выводом большой группы спутников Starlink нового поколения. По пропускной способности один этот запуск добавит столько же, сколько десять запусков Falcon 9, современного лидера серийного земного ракетостроения.
Спустя три года после начала испытательных полетов крупнейшую ракету и космический корабль в истории человечества объявили готовыми к первому запуску на орбиту. Причем его планируют сразу десятичасовым и с выводом большой группы спутников Starlink нового поколения. По пропускной способности один этот запуск добавит столько же, сколько десять запусков Falcon 9, современного лидера серийного земного ракетостроения.
Анализ данных о почти 300 тысячах километров римских дорог, проложенных по территории бывшей империи, показал, что они вовсе не были такими прямыми, как принято считать. Кроме того, выяснилось, что известная поговорка «Все дороги ведут в Рим» тоже не соответствует истине.
Экономисты НИУ ВШЭ выяснили, что российские сотрудники, которые регулярно пользуются искусственным интеллектом в работе, зарабатывают намного больше тех, кто отказывается от новых инструментов или прибегает к ним время от времени. Среди высококвалифицированных специалистов прибавка достигает 41,8%.
Нейросеть OpenAI добилась серьезного прорыва в математике, решив одну из семи «задач тысячелетия». Получат ли США, чьи нейросети опираются на гораздо более мощное «железо», чем у Китая, монополию на конвейер научных открытий? Даст ли это возможности сравнимые с их атомной монополией 80 лет назад?
Сопротивление жителей Европы самой идее употребления насекомых в пищу может иметь эволюционные корни, уходящие вглубь тысячелетий, пришли к выводу авторы нового исследования. Оказалось, предки современных европейцев ели насекомых лишь эпизодически. Кроме того, из-за генетических мутаций они плохо переваривали их экзоскелеты.
После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии